Фамилия Степененко образована по самой распространённой в украинской ономастике модели — с суффиксом -енко. Этот суффикс в XVI–XVII веках означал «сын» или «потомок» (буквально «маленький», «младший»). Со временем он перестал указывать на родство и закрепился как фамильный, особенно на Левобережной и Слободской Украине. Степененко — значит «сын Степана» или «потомок Степана», но здесь есть важный нюанс.

Основа фамилии — не полное имя Степан, а его производная форма Степеня. В украинской и южнорусской среде имена часто укорачивали и смягчали, добавляя суффиксы -еня, -уня, -юта. Степеня — это ласкательное или обиходное обращение к Степану, вроде Стёпа, но с местным колоритом. Такая форма встречается в документах XVII–XVIII веков среди казаков и крестьян Черниговщины и Полтавщины. То есть Степененко — не просто «Степанов сын», а «сын Степени», что подчёркивает неформальное, семейное прозвище отца.

С точки зрения географии фамилия Степененко почти не выходит за пределы исторических украинских территорий. Она характерна для Полтавской, Сумской и Харьковской областей, реже встречается в центральных регионах России — туда её занесли переселенцы во время столыпинской аграрной реформы или позже. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые преобладают в северной и центральной России, Степененко остаётся маркером украинского происхождения рода.

Любопытно, что у фамилии нет однозначной связи с прилагательным «степенный» (важный, солидный). Это ложная этимология, которую иногда предлагают из-за созвучия. Слово «степенный» в значении «рассудительный» вошло в литературный язык позже, а в основе фамилии лежит именно личное имя Степан через уменьшительную форму. В говорах, впрочем, могло возникнуть прозвище Степеня, которое дали человеку медлительному или основательному, но это вторичная версия, менее вероятная.

Сословно предки Степененко чаще всего были казаками или крестьянами. Фамилии на -енко в малороссийских полках фиксировались как родовые прозвища без привязки к знатности, поэтому среди носителей не было дворян, владевших крепостными. Если искать известных людей с этой фамилией, то в открытых источниках они не выделяются, что типично для массовой украинской фамилии без аристократической ветви.